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摘要通过对CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压差工作原理以及常见故障的调查总结,对CRH380BL型动车组牵引变流器冷却系统流量压力差异常故障的原因进行分析,提出相应的对策及措施。
关键词CRH380BL型动车组;牵引变流器冷却系统;对策措施
【分类号】:U266
1.牵引变流器冷却系统介绍及工作原理
1.1牵引变流器冷却系统介绍
CRH380BL型动车组为16编组动车组,动拖配置为8动8拖,每列动车有8个牵引变流器,每个牵引变流器由2个4象限斩波器(4QC),带谐振电路的中间电压电路,过压限制器及脉冲宽度调制逆变器(PWMI)组成。每个牵引变流器有独立的冷却系统。由于在变流器中使用的半导体为6.5kV级关断电压的IGBT管,冷却方式为水冷(成分:水56%、防冻剂44%)。通过监测冷却回路中冷却介质的温度及流量来防止牵引变流器的过热。水冷方式除了能够防止过热外,还能预防牵引变流器的过流、过压。
1.2牵引变流器冷却系统的工作原理
CRH380BL型动车组的牵引变流器正常工作后,牵引变流器中间直流环节输出2700V-3600V直流电压供辅助变流器逆变成3AC440V60HZ的三相交流电供给列车3AC440V60HZ母线,3AC440V60HZ母线供给牵引变流器冷却系统冷却风机以及泵工作。牵引变流器冷却风扇对在冷却体毛细管中的冷却液进行冷却。
2.牵引变流器冷却系统故障(26C0)的原理分析
2.1满足下述任一情况将报26C0故障:
(1)在逆变器PWMI激活、AC440供电正常、水泵正常、入口水压力及出口水压力没有超限前提下,牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.4bar,且持续0.6s,则报出故障(在进入中间电压保持模式10s内不进行判断)。
(2)在四象限4QC或逆变器PWMI激活、入口水压力及出口水压力没有超限前提下,牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.35bar,且持续60s,则报出故障。
2.226C0故障复位条件:
(1)如果26C0是由于冷却液压差<0.4bar引起的,当压差>0.4bar,则故障复位。
(2)如果26C0是由于冷却液压差<0.35bar引起的,当压差>0.35bar时或者冷却液压差<0.35bar超过15min后,则故障复位。
3.牵引变流器冷却单元故障(26C0)检查方法及常见故障
3.1牵引变流器冷却单元故障(26C0)检查方法
用SIBAS软件连接TCU,查看是否有如下故障代码:26C0、26C1、2695、2691、268E。如果有以上故障代码,则用SIBAS软件监控牵引变流器冷却液压力值(如图1)。
图1SIBAS软件监控冷却液压力值
通过SIBAS软件监测,确认故障是否存在。通过进一步的数据监测,确认当前变流器冷却系统工作状态,从而更好地确认、处理故障。
3.2造成牵引变流器冷却单元故障(26C0)常见原因有:
3.2.1牵引变流器冷却液内混入空气
2012年05月14日CRH380B6407L车组在线运行报故障26C0,入库下载故障数据:
Carnumber:10416407
26C0h:Coolingcircuit:coolantdifferentialpressure Appear-time:14.05.201215:08:20(故障出现时间)
确认故障后,检查发现牵引变流器冷却膨胀油箱液位过高,进行排油、排气处理,清洁牵引变流器冷却滤网。供高压之后仍报26C0故障,牵引变流器冷却泵发热严重,怀疑膨胀油箱管路堵塞。拆掉膨胀油箱出口管路,发现膨胀油箱补偿给冷却管路的油箱没有冷却油,而且膨胀油箱液位显示正常。对膨胀油箱补偿给冷却管路的油箱进行加油且液位显示仪显示油位最高位,对牵引变流器冷却泵、牵引变流器冷却膨胀油箱进行排气处理,高压供电运行正常,进出口压力显示正常,故障消除。
3.2.2牵引变流器冷却水泵损坏
当HMI报故障代码2504(牵引变流器冷却水泵),应仔细检查回路中的=34-F77断路器,=34-Q77接触器,牵引变流器冷却水泵和相关接线。若确认为牵引变流器损坏引起的故障,则更换冷却水泵,故障即可消除。
3.2.3牵引变流器冷却管路压力传感器故障
2011年7月25日CRH380B-6219L动车组担当DJ102次运营,5:35分在北京南站07车主断自动断开,06车牵引丢失,05车辅助变流器丢失,故障代码2695(冷却循环:压力感应供给线路故障)、26C0(冷却循环:冷却剂压差<最小压力)。切除06车牵引,主断正常闭合,动车组正常运行。
使用Sibas软件下载06车TCU故障数据,发现报故障代码26C0(冷却剂差压小于最小压力)及故障代码2695(压力感应供给线路故障)。
使用Sibas软件监控牵引变流器冷却循环系统冷却油流进口压力显示负压(如图2)。
图2SIBAS软件监控牵引变流器冷却液压力值
技术人员检查06车牵引变流器入口水压传感器,发现该传感器内有大量积水,绝缘不良。因此确认为入口压力传感器故障,导致TCU接收到错误的反馈信息,系统判断为冷却循环系统故障,造成牵引变流器保护性锁闭。技术人员更换变流器冷却系统的压力传感器后,故障消除。后期对所有CRH3型动车组牵引变流器冷却系统压力传感器插头用腻子进行密封,运行观察效果良好。
3.2.4牵引变流器G087板卡EA2模块损坏
2011年04月27日,CRH380B6413L牵引变流器控制单元A100中对牵引变流器冷却压力进行检测G087板卡EA2模块故障导致牵引变流器报故障26C0。更换故障板卡后正常,故障消除。
3.2.5牵引变流器冷却单元缺少冷却液
当HMI报故障代码268B(冷却循环:达到冷却液位警告限制)。牵引变流器冷却液液位将显示低于标准刻度,则应对牵引变流器添加冷却液,冷却液位符合正常刻度标准后故障即可消除。
4.牵引变流器冷却系统故障的对策措施
4.1牵引变流器冷却系统流量压差故障故障应急处理
CRH380BL型动车组途中发生牵引变流器冷却系统流量压差异常故障时,故障车的牵引将丢失,按车组最大牵引力维持运行。若在发生63C0故障造成主断路器断开,则切除相应故障牵引变流器,闭合主断,按车组最大牵引力运行。
4.2加强入库检修
发生牵引变流器冷却系统流量压差故障时,应用数据线连接牵引控制单元,检查压力差是否在正常范围,确认故障原因。
5.结束语
动车组在运营过程中一旦发生牵引变流器冷却系统流量压差故障,将直接影响动车组的稳定运行。要做到对牵引变流器冷却系统流量压差故障的排查防治,我们只有在日常检修工作中,仔细研究各种故障案例,认真分析故障原因,不断总结,不断提出行之有效的故障处理和优化检修维护的方案,才能更好地保证动车组可靠稳定运行,从而更好地完成高速铁路旅客运输任务。
关键词CRH380BL型动车组;牵引变流器冷却系统;对策措施
【分类号】:U266
1.牵引变流器冷却系统介绍及工作原理
1.1牵引变流器冷却系统介绍
CRH380BL型动车组为16编组动车组,动拖配置为8动8拖,每列动车有8个牵引变流器,每个牵引变流器由2个4象限斩波器(4QC),带谐振电路的中间电压电路,过压限制器及脉冲宽度调制逆变器(PWMI)组成。每个牵引变流器有独立的冷却系统。由于在变流器中使用的半导体为6.5kV级关断电压的IGBT管,冷却方式为水冷(成分:水56%、防冻剂44%)。通过监测冷却回路中冷却介质的温度及流量来防止牵引变流器的过热。水冷方式除了能够防止过热外,还能预防牵引变流器的过流、过压。
1.2牵引变流器冷却系统的工作原理
CRH380BL型动车组的牵引变流器正常工作后,牵引变流器中间直流环节输出2700V-3600V直流电压供辅助变流器逆变成3AC440V60HZ的三相交流电供给列车3AC440V60HZ母线,3AC440V60HZ母线供给牵引变流器冷却系统冷却风机以及泵工作。牵引变流器冷却风扇对在冷却体毛细管中的冷却液进行冷却。
2.牵引变流器冷却系统故障(26C0)的原理分析
2.1满足下述任一情况将报26C0故障:
(1)在逆变器PWMI激活、AC440供电正常、水泵正常、入口水压力及出口水压力没有超限前提下,牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.4bar,且持续0.6s,则报出故障(在进入中间电压保持模式10s内不进行判断)。
(2)在四象限4QC或逆变器PWMI激活、入口水压力及出口水压力没有超限前提下,牵引控制单元TCU检测到牵引变流器冷却液压差小于0.35bar,且持续60s,则报出故障。
2.226C0故障复位条件:
(1)如果26C0是由于冷却液压差<0.4bar引起的,当压差>0.4bar,则故障复位。
(2)如果26C0是由于冷却液压差<0.35bar引起的,当压差>0.35bar时或者冷却液压差<0.35bar超过15min后,则故障复位。
3.牵引变流器冷却单元故障(26C0)检查方法及常见故障
3.1牵引变流器冷却单元故障(26C0)检查方法
用SIBAS软件连接TCU,查看是否有如下故障代码:26C0、26C1、2695、2691、268E。如果有以上故障代码,则用SIBAS软件监控牵引变流器冷却液压力值(如图1)。
图1SIBAS软件监控冷却液压力值
通过SIBAS软件监测,确认故障是否存在。通过进一步的数据监测,确认当前变流器冷却系统工作状态,从而更好地确认、处理故障。
3.2造成牵引变流器冷却单元故障(26C0)常见原因有:
3.2.1牵引变流器冷却液内混入空气
2012年05月14日CRH380B6407L车组在线运行报故障26C0,入库下载故障数据:
Carnumber:10416407
26C0h:Coolingcircuit:coolantdifferentialpressure
确认故障后,检查发现牵引变流器冷却膨胀油箱液位过高,进行排油、排气处理,清洁牵引变流器冷却滤网。供高压之后仍报26C0故障,牵引变流器冷却泵发热严重,怀疑膨胀油箱管路堵塞。拆掉膨胀油箱出口管路,发现膨胀油箱补偿给冷却管路的油箱没有冷却油,而且膨胀油箱液位显示正常。对膨胀油箱补偿给冷却管路的油箱进行加油且液位显示仪显示油位最高位,对牵引变流器冷却泵、牵引变流器冷却膨胀油箱进行排气处理,高压供电运行正常,进出口压力显示正常,故障消除。
3.2.2牵引变流器冷却水泵损坏
当HMI报故障代码2504(牵引变流器冷却水泵),应仔细检查回路中的=34-F77断路器,=34-Q77接触器,牵引变流器冷却水泵和相关接线。若确认为牵引变流器损坏引起的故障,则更换冷却水泵,故障即可消除。
3.2.3牵引变流器冷却管路压力传感器故障
2011年7月25日CRH380B-6219L动车组担当DJ102次运营,5:35分在北京南站07车主断自动断开,06车牵引丢失,05车辅助变流器丢失,故障代码2695(冷却循环:压力感应供给线路故障)、26C0(冷却循环:冷却剂压差<最小压力)。切除06车牵引,主断正常闭合,动车组正常运行。
使用Sibas软件下载06车TCU故障数据,发现报故障代码26C0(冷却剂差压小于最小压力)及故障代码2695(压力感应供给线路故障)。
使用Sibas软件监控牵引变流器冷却循环系统冷却油流进口压力显示负压(如图2)。
图2SIBAS软件监控牵引变流器冷却液压力值
技术人员检查06车牵引变流器入口水压传感器,发现该传感器内有大量积水,绝缘不良。因此确认为入口压力传感器故障,导致TCU接收到错误的反馈信息,系统判断为冷却循环系统故障,造成牵引变流器保护性锁闭。技术人员更换变流器冷却系统的压力传感器后,故障消除。后期对所有CRH3型动车组牵引变流器冷却系统压力传感器插头用腻子进行密封,运行观察效果良好。
3.2.4牵引变流器G087板卡EA2模块损坏
2011年04月27日,CRH380B6413L牵引变流器控制单元A100中对牵引变流器冷却压力进行检测G087板卡EA2模块故障导致牵引变流器报故障26C0。更换故障板卡后正常,故障消除。
3.2.5牵引变流器冷却单元缺少冷却液
当HMI报故障代码268B(冷却循环:达到冷却液位警告限制)。牵引变流器冷却液液位将显示低于标准刻度,则应对牵引变流器添加冷却液,冷却液位符合正常刻度标准后故障即可消除。
4.牵引变流器冷却系统故障的对策措施
4.1牵引变流器冷却系统流量压差故障故障应急处理
CRH380BL型动车组途中发生牵引变流器冷却系统流量压差异常故障时,故障车的牵引将丢失,按车组最大牵引力维持运行。若在发生63C0故障造成主断路器断开,则切除相应故障牵引变流器,闭合主断,按车组最大牵引力运行。
4.2加强入库检修
发生牵引变流器冷却系统流量压差故障时,应用数据线连接牵引控制单元,检查压力差是否在正常范围,确认故障原因。
5.结束语
动车组在运营过程中一旦发生牵引变流器冷却系统流量压差故障,将直接影响动车组的稳定运行。要做到对牵引变流器冷却系统流量压差故障的排查防治,我们只有在日常检修工作中,仔细研究各种故障案例,认真分析故障原因,不断总结,不断提出行之有效的故障处理和优化检修维护的方案,才能更好地保证动车组可靠稳定运行,从而更好地完成高速铁路旅客运输任务。